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金刚石因具有无与伦比的机械、化学、热学等优良特性,使其在刀具领域具有十分重要的地位。尤其是近几年金刚石工业的飞速发展,使金刚石原料的质量不断提高,价格不断下降,进一步促进了金刚石在刀具领域的应用,特别是在精密、超精密加工领域的作用是无法替代的。但由于金刚石本身具有高硬度和高脆性等独特性能,使得金刚石在常规的机械研磨中获得有形状要求的高精度及粗糙度值极低的金刚石表面相当困难,因此开展金刚石的精密研磨技术研究,具有良好的应用前景和实用价值。
首先,在总结其他学者或研究人员对单晶金刚石机械研磨技术研究的基础上,以实验分析为手段,研究了金刚石弹性浮动研磨新技术中的系统弹性、研磨盘端跳、研磨速度及研磨压力等工艺参数对金刚石表面的影响。浮动的思想对金刚石进行研磨,其主要目的就是解决研磨过程中磨粒对工件的冲击,使得金刚石去除主要以微小解理方式进行,达到均匀微小去除量的目的,实验证明,当加工过程充分平稳后,合理的选择加工参数,其金刚石加工表面十分光滑,呈现均匀、无明显加工特征,适合超精密研磨加工。
在浮动研磨过程中,不断变化的冲击主要来自研磨盘的端跳和机床内部及外部的振动。这些振动和冲击的干扰使得被研磨的金刚石刀具和研磨盘之间产生多余的相对运动而使金刚石刀具无法达到所需的加工精度和表面质量。然而弹性梁的刚度对系统的振动的响应影响很大,不同刚度的梁在受到磨粒的冲击变形不一样,以及磨粒对梁的冲击方式不同,梁的振动也会不同,本文为了消除振动和冲击对金刚石研磨表面质量的影响,做了如下方面的工作:
1.首先在浮动研磨系统下,采用单因素的试验方法,研究在不同转速、不同外载荷对弹性梁振动的影响和对表面质量的影响;
2.研究了不同刚度的梁对表面质量的影响;
3.对研磨盘的端跳产生原因进行了分析并进行了装置改进,提高了系统的稳定性;
4.研究了梁在受到横向冲击与纵向冲击时对金刚石研磨表面质量的影响。